中国深层天然气形成及保存条件探讨

深层天然气是油气勘探潜在的重要领域,加强深部勘探成为油气区资源发展的必然趋势。笔者将现有与深层气有关的概念进行了甄别分析,最后厘定深层气为埋藏深度大于4500m,在高温、高压和环境介质共同作用下形成和聚集的天然气,就有机质垂向演化而言,主要指沉积层在生油窗以下层位形成和赋存的天然气,并在此基础上对深层气存在的范围进行了探讨。结合有机-无机相互作用,深入研究了深层天然气气源,认为干酪根、聚集型可溶有机质和分散可溶有机质均对深层天然气的形成具有重大贡献,特别是认为分散可溶有机质在叠合盆地可以作为深层气的重要气源。最后根据中国构造演化、烃源发育特点,初步预测了中国深层天然气的分布状况与范围。     

基于流固耦合理论的页岩水力压裂数值分析

水力压裂是一个涉及多相材料相互作用的复杂问题。针对岩石固相提出岩石应力平衡有限元方程,建立液相流动方程和质量守恒微分方程,推导水力压裂岩石流固耦合系统有限元方程。阐述计算模型,对裂缝的发育和扩展过程进行分析,并与实际试验结果进行对比,证明了计算结果的合理性。分析弹性模量对裂缝的影响情况,计算结果表明,随着弹性模量的增加,裂缝高度越来越小。     

水压影响岩石渐进破裂过程的试验研究

岩石的压缩过程伴随着裂纹扩展,在低、中围压条件下扩展的裂纹主要受到张拉作用而产生,张拉破坏是首要的作用机制。研究发现,岩石的渐进破裂过程受岩石的结构和构造影响,比如矿物成分、颗粒大小以及胶结情况等,另外,围压以及开挖扰动等外界因素对岩石的渐进破裂过程也有重要影响。基于试验方法探讨水压对岩石渐进破坏过程的影响,首先,阐述岩石渐进破裂过程各个阶段的特征;然后,对岩石渐进破裂指标--岩石的启裂强度 和损伤强度 的确定方法进行总结;最后,选取细粒的石英砂岩为研究对象,通过试验研究水压对岩石渐进破坏过程的影响。试验结果表明,相同围压条件下,随着岩样两端水压的增大,岩石的 有逐渐增大的趋势,而岩石的 和峰值强度 逐渐变小;随着围压逐渐增大,岩石的启裂强度 、损伤强度 及峰值强度 均逐渐增大。     

湖南鹿井地区铀成矿地质背景及找矿思路分析

鹿井地区是我国的重要铀成矿区之一。在综述鹿井铀矿田地质背景的基础上,重点分析了深源成矿、深大走滑断裂、热变质带、花岗斑岩对铀成矿的重要作用。指出NNE-NE向遂川-热水左行走滑断裂直接控制了鹿井矿田的沉积特征、构造格局和铀成矿作用。因此,需要对已发现的矿床（点）和矿化点从深源成矿、深大走滑断裂控矿入手,深入研究其形成和演化特征及其最佳耦合类型,探索新类型,发现新的有利地区,预测和优选出可望突破的找矿靶区,最终对矿田及其周边的铀资源潜力做出科学评价。     

克拉苏构造带盐下超深层储层裂缝组合模式及分布规律

克拉苏构造带盐下超深层储层属于裂缝性低孔砂岩储层,构造裂缝普遍发育,分布复杂且对单井产量影响较大。目前针对该地区储层裂缝的研究已投入大量的工作,主要体现在裂缝的描述、表征和预测等方面,但由于该地区地震资料分辨率低、岩心资料少、成像测井多解性强,裂缝的研究受到一定程度的限制,生产中仅应用了裂缝密度、开度等统计数据。笔者综合野外露头、岩心和测井等资料,从裂缝组合的角度出发,系统开展了该地区储层裂缝及其组合特征研究。发现构造裂缝存在主次之分,主裂缝规模相对较大,一般垂直于地层,多为张性或张剪性,次级裂缝一般是主裂缝的伴生缝。裂缝之间存在多种接触关系,主要表现为"T"、"λ"、"y"、"τ"字等形状。依据裂缝之间的排列接触关系,建立了该地区储层裂缝四种组合模式,即"平行状"、"扫帚状"、"调节状"、"雁列状"。结合各裂缝组合成因的差异和断背斜形成过程中的构造演化过程,划分了裂缝组合平面三类成因区,即调节成因区、褶皱成因区、断裂成因区,与之对应的是高产井部署的一类区、二类区、三类区。     

高渗透压脆性岩石蠕变宏−细观力学模型研究

高渗透压对深部地下工程脆性岩石蠕变力学特性有着重要影响。然而,能够解释高渗透压作用脆性岩石完整减速、稳态及加速三级蠕变过程中,细观裂纹扩展与宏观变形关系的宏细观力学模型研究很少。基于考虑含有初始裂纹与新生成翼型裂纹影响的裂纹尖端应力强度模型,引入渗透水压与初始裂纹及新生成翼型裂纹之间的力学关系,建立了考虑渗透水压作用的裂纹尖端应力强度模型;然后结合亚临界裂纹扩展法则,与裂纹及应变损伤关系模型,推出了考虑渗透水压影响的脆性岩石蠕变裂纹扩展与宏观变形关系的宏细观力学模型。当施加轴向应力小于岩石裂纹启裂应力时,岩石近似表现为线弹性变形;当施加轴向应力大于裂纹启裂应力且小于岩石峰值强度,岩石表现为塑性蠕变变形。研究了不同渗透压作用下,分级轴向应力加载岩石蠕变应变时间演化曲线,并通过试验结果验证了模型的合理性。分别讨论了恒定渗透压与分级渗透压,对脆性岩石蠕变过程中裂纹长度、裂纹扩展速率、轴向应变及轴向应变率的影响。该模型为高渗透压深部地下工程围岩稳定性评价提供了重要理论依据。     

天镇县马圈痒地热田成因

本文从地形、地貌、地层及地质构造等方面对马圈痒地热田的成因进行了分析和论述。提出了本热田为断裂裂隙热储系统的深循环式的热田。它的补给源为地表降水，补给通道是云门山山前大断裂，加热过程是在基底断裂裂隙运动中进行的、其热源为岩浆活动热，上涌通道是两个隆起上的断裂裂隙。上涌后进入第四纪热储层后与冷水混合，形成了一个“蘑菇状”的热水体。这种模式具有一定的代表性。     

武山铜矿西风井机房基础发生裂缝和沉降的机制分析

对武山铜矿西风井机房基础发生裂缝和沉降的原因从几何、地质、力学等方面进行分析研究，指出该裂缝和沉降是由于采空区引起的地应力释放、岩层的急倾性、软弱夹层的韵律性分布、构造裂隙的发育与密集、风机运转产生的循环载荷、暴雨期间渍水的灌入与下渗等多种因素综合作用的结果。本文还为采空区的下盘稳定性分析提出了一个简单方便的计算模型。     

修正应变能密度因子准则及岩石裂纹扩展研究

由应变能密度因子理论得出裂纹沿着形状改变比能密度因子最小的方向扩展,但理论中所使用的应力强度因子是在拉应力作用下计算得出的,而自然界中的岩体通常处于压应力场中。因此,在修正的应变能密度因子理论的基础上,结合压缩荷载作用下的裂纹尖端应力强度因子,并考虑裂纹面之间的摩擦作用得出了针对压缩荷载作用下的岩石裂纹扩展的应变能密度因子理论,并运用该理论分析了裂纹倾角、围压以及裂面摩擦力对破裂角的影响,将分析结果与已有的试验和数值分析结果进行比较,取得了良好的一致性。分析得出,在单轴压缩荷载作用下临界破裂荷载随着裂纹倾角的增大而先减小、后增大,并且一个裂纹倾角对应多个破裂角,即裂纹朝多个方向发展;在三轴压缩荷载作用下,破裂角与围压大小有关。此研究成果可为压应力场中岩石裂纹扩展的数值模拟提供参考。